JP2002291701A - 眼科装置、及びそのオートアライメント方法 - Google Patents

眼科装置、及びそのオートアライメント方法

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JP2002291701A JP2001096020A JP2001096020A JP2002291701A JP 2002291701 A JP2002291701 A JP 2002291701A JP 2001096020 A JP2001096020 A JP 2001096020A JP 2001096020 A JP2001096020 A JP 2001096020A JP 2002291701 A JP2002291701 A JP 2002291701A
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B3/15—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing
    • A61B3/152—Arrangements specially adapted for eye photography with means for aligning, spacing or blocking spurious reflection ; with means for relaxing for aligning

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検眼に対して広範囲で且つ高精度なオート
アライメントを可能とする眼科装置の提供。 【解決手段】 被検者の眼を測定する測定光学系と、前
記眼を外眼照明する照明系とを備えた眼科装置の位置合
わせ方法であって、被検者の眼にアライメント用の光を
照射してその角膜反射像を検出して、角膜反射像を検出
できた際には、前記角膜反射像により判別される眼の位
置から、前記眼に対する前記測定光学系の位置合わせを
実行する、一方、角膜反射像を検出できなかった際に
は、前記外眼照明による角膜反射像を検出して、これに
応じて前記測定光学系の位置合わせを実行し、その後、
前記角膜反射像の検出を再度行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は患者の被検眼に対し
て測定光学系の位置合わせが必要な眼科装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オートアライメント機能を搭載した眼科
装置が知られている。これは被検眼の角膜に光束を投影
しその反射光を受光素子で検出することで眼と測定光学
系とのアライメント状態を求め、これに基づいてオート
アライメントを行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のオ
ートアライメント機能は、角膜からの反射光を受光素子
で検出できる範囲が狭く、改良の余地がある。すなわ
ち、初期状態でオートアライメント可能な検出範囲から
外れてしまって反射光を検出できない場合は、眼に対し
て測定光学系（測定ユニット）を検出範囲内に入るまで
オペレータが手動で粗い位置合わせを行う必要がある。
これは装置を操作するオペレータにとっての手間となり
迅速な測定の妨げになる可能性がある。この課題に対す
る一つの解決策は、大口径の受光レンズや広い受光面を
有するセンサを用いてアライメントの検出範囲を拡大す
る方法である。だが、やみくもな大型化は装置の高コス
ト化・複雑化といった望ましくない結果を招く。
【０００４】別のアプローチとして、特開平９−６６０
２７号公報に開示される眼科装置は、前眼部の照明光源
の被検眼での虚像に基づいてアライメント検出して、上
下左右（XY）方向についての検出範囲の拡大を目指して
いる。しかし、アライメント検出のための専用光学系を
用いないので、高い検出精度を得ることが出来ない。ま
た該装置の構造では前後（Z）方向についてアライメン
トの検出範囲を拡大することができない。
【０００５】本発明の主目的はオートアライメント機能
を備えた従来の眼科装置の改良である。具体的な目的の
一つは、広範囲で且つ高精度なオートアライメントを可
能とする眼科装置の提供である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る眼科装置のある形態は、被検者の眼を測定する
測定光学系を含み移動可能な測定ユニットと、前記測定
光学系の光軸とは異なる方向から前記眼に対して光を照
射するための第１光源と、前記測定光学系の光軸方向か
ら前記眼の角膜に光を照射するための第２光源と、前記
眼の画像を得るための撮像器と、前記撮像器での撮像に
基づいて前記第２光源の角膜反射像の位置を求めて、前
記眼に対する前記測定ユニットの位置合わせ状態を検出
する第１検出系と、前記撮像器での撮像に基づいて前記
第１光源の角膜反射像の位置を求めて、前記眼に対する
前記測定ユニットの位置合わせ状態を検出する第２検出
系とを有することを特徴とする。
【０００７】本発明に係る別の形態は、被検者の眼を測
定する測定光学系と、前記眼を外眼照明する照明系とを
備えた眼科装置のオートアライメント方法であって、前
記測定光学系によって被検者の眼に光束を照射して、そ
の角膜反射像を検出する検出ステップと、前記検出ステ
ップで角膜反射像を検出できた際には、前記角膜反射像
により判別される眼の位置から、前記眼に対する前記測
定光学系の位置合わせを実行する位置合せステップと、
前記検出ステップで角膜反射像を検出できなかった際に
は、前記外眼照明による角膜反射像を検出して、これに
応じて前記測定光学系の位置合わせを実行し、その後、
前記検出ステップを再度行うステップとを有することを
特徴とする。
【０００８】本発明の更なる目的や形態は以下の実施の
形態の説明の中で明らかにされる。
【０００９】
【発明の実施の形態】眼科装置の一形態である眼屈折力
測定装置を例にとって説明する。なお、本発明を適用す
ることができる眼科装置はこれに限らず、眼に対して光
学系の精密な位置合わせが必要な機器、例えば、各種の
角膜情報を計測する角膜測定装置、視力測定装置、眼底
カメラ、眼血流計など、さまざまである。
【００１０】図１は本例の装置の概観図である。オペレ
ータが操作する面には測定値や患者眼の像などの表示
や、各種設定を行うユーザーインターフェースを表示提
供するディスプレイ１（液晶又はＣＲＴ）が設けられ、
眼に対して測定ユニットを手動で位置合わせするための
入力デバイスであるトラックボール２及びローラ３、操
作パネル４（プリンタ印字スイッチや測定開始スイッチ
や選択設定スイッチなどが配置される）、及びプリンタ
５が配置される。このオペレータが操作する面と反対側
にある顔受け（不図示）に患者の顔を固定して、測定ユ
ニットの光学系の前に眼Ｅを位置させる。
【００１１】図２は、眼Ｅに対して測定ユニット６を自
動位置合わせするための駆動機構を示す斜視図である。
測定のための光学系を内蔵した測定ユニット６が設けら
れ、これを上下方向（Ｙ方向）に移動させるための上下
駆動機構７により、測定ユニットは約３０ｍｍの範囲で
上下方向に移動する。測定ユニット６は支柱８に支えら
れており、直動型のボールベアリングと昇降用の送りネ
ジが内蔵された支柱９に接合され、その支柱９は基台１
０に固定されている。測定ユニット６の支柱８の中心軸
まわりの回転規制のため、回り止め支柱１１が測定ユニ
ット６下部から突起しており、基台１０に固定された直
動軸受１２と嵌合している。支柱９と直動軸受１２の間
には、上下方向駆動用のモータ１３が配置されており、
基台１０の裏面にベルトを介して支柱９の送りネジを回
転できるようになっている。したがってモータ１３の正
逆回転により測定ユニット６が昇降する。上下方向スト
ローク（約３０ｍｍ）の両端はリミットスイッチ（不図
示）で移動限界を検知する。モータ１３の軸上には、パ
ルスカウントできるエンコーダが同軸上に配置され、基
台１０の裏面にはそれを検知するフォトカプラが配置さ
れる。
【００１２】前後駆動機構１４は測定ユニット６を前後
方向（Ｚ方向）に駆動するためのものである。基台１０
の裏面には雌ネジナット１５が固定され、その雌ネジナ
ットには基台１６に支持されている送りネジ１７と螺合
されている。送りネジは前後モータ１８とカップリング
を介して結合されている。また、基台１０の左右両側面
には、直動ガイドレール１９ａ、１９ｂが配置され、可
動側が基台１０に固定側が基台１６に接合されている。
前後モータ１８の正逆回転によって、上下駆動機構７を
含む測定ユニット６は約４０ｍｍの範囲で前後方向に移
動する。前後方向ストロークの両端はリミットスイッチ
（不図示）で移動限界を検知する。前後モータ１８の軸
上には、パルスカウントできるエンコーダが同軸上に配
置され、基台１６の上面にはそれを検知するフォトカプ
ラが配置される。
【００１３】左右駆動機構２０は測定ユニット６を左右
方向（Ｘ方向）に駆動するためのものである。基台１６
の裏面は雌ネジナットが固定され、その雌ネジナットは
基台２１に支持されている送りネジ２２と螺合されてい
る。送りネジは左右モータ２３とベルト２４を介して結
合されている。また基台１４の前後両側面には、直動ガ
イドレール２５ａ、２５ｂが配置され,可動側が基台１
４に固定側が基台２１に接合されている。左右モータ２
３の正逆回転によって、上下駆動機構７及び前後駆動機
構１４を含む測定ユニット６は約９０ｍｍの範囲で左右
方向に移動する。左右方向ストロークの両端はリミット
スイッチ（不図示）で移動限界を検知する。左右モータ
２３の軸上には、パルスカウントできるエンコーダが同
軸上に配置され、基台２１の上面にはそれを検知するフ
ォトカプラが配置される。
【００１４】このように測定ユニット６は上下駆動機構
７（Ｙ方向）、前後駆動機構１４（Ｚ方向）、左右駆動
機構２０（Ｘ方向）により眼Ｅに対して三次元の各方向
に移動する。このため、子供から大人までさまざまなサ
イズの被検者に対応可能で、被検者が顔受けに顔を固定
すると、その被検者の眼に対して測定ユニットの位置合
わせが行われる。
【００１５】図３は測定ユニット６の内部の光学系の構
成を示す。眼Ｅの視軸に位置合わせする測定ユニット６
の中心軸Ｏ上には、可視光全反射し波長８８０ｎｍの光
束を一部反射するダイクロイックミラー３１、対物レン
ズ３２、穴開きミラー３３、絞り３４、投影レンズ３
５、投影絞り３６、及び波長８８０ｎｍの測定光源３７
が配置される。穴開きミラー３３の反射方向には、六分
割絞り３８と六分割プリズム３９と受光レンズ４０と二
次元撮像素子（二次元ＣＣＤ）４１が配置される。六分
割絞り３８と六分割プリズム３９は図５に示す形状であ
り、これら六分割絞り３８と六分割プリズム３９は密着
された構造を備える。
【００１６】眼屈折力を測定する際には、測定光源３７
から発せられた光束は、投影絞り３６で光束を絞り、投
影レンズ３５で対物レンズ３２の手前で一次結像し、対
物レンズ３２、ダイクロイックミラー３１を透過して眼
Ｅの瞳中心に投光される。その光束は眼底で結像され、
その反射光は瞳周辺を通って、再び対物レンズ３２に入
射される。入射された光束は太くなり、穴開きミラー３
３で全反射される。反射された光束は六分割絞り３８で
六分割され、六分割プリズム３９で二次元撮像素子４１
の受光面領域の適正範囲に受光されるように屈折させ、
６点のスポット像を二次元撮像素子４１上に投影する。
二次元撮像素子４１上での６点のスポット像の位置関係
から、眼屈折力を測定することができる。
【００１７】一方、ダイクロイックミラー３１の反射方
向には、固視標投影用の光学系と、前眼部観察とアライ
メント検出が共用される受光光学系が配置される。受光
光学系には、レンズ４２、ダイクロイックミラー４３、
アライメント用のプリズム絞り４４、結像レンズ４５、
二次元撮像素子（二次元ＣＣＤ）４６が配置される。ア
ライメント検出のための波長８８０ｎｍの光源は測定光
源３７と共用され、測定光源３７からの光束は眼Ｅの角
膜で反射される。その反射光束は、測定ユニット６へ戻
りダイクロイックミラー３１で反射され、レンズ４２を
通り、ダイクロイックミラー４３で反射されアライメン
ト光学系へ導かれる。
【００１８】アライメント光学系はプリズム絞り４４を
備える。図４はプリズム絞り４４の構造を示し、円盤上
の絞り板に水平に３つの開口部が設けられ、ダイクロイ
ックミラー４３側に波長８８０ｎｍ付近のみの光束を透
過するアライメント用のプリズム４７ａ、４７ｂが接着
されている。プリズム４７ａを透過した光束は下方向に
屈折され、プリズム４７ｂ透過した光束は上方向に屈折
され、また中心の開口部４７ｃを通る光束はそのまま透
過され、結像レンズ４５で二次元撮像素子４６上に３つ
の輝点が結像される。また前眼部像と共に、波長７７０
ｎｍの外眼照明用の照明光源４８ａ、４８ｂによる角膜
反射像も測定ユニット６へ戻ってダイクロイックミラー
３１で反射され、レンズ４２を通り、ダイクロイックミ
ラー４３で反射されアライメント光学系へ導かれ、プリ
ズム絞り４４の中心の開口部４７ｃのみを通過し結像レ
ンズ４５で二次元撮像素子４６に結像される。二次元撮
像素子４６上での輝点の位置関係から、後述するように
アライメント状態を検出することができる。
【００１９】次に、固視投影光学系について説明する。
ダイクロイックミラー４３の透過側には固視投影光学系
が配置される。全反射ミラー４９、固視誘導レンズ５
０、固視チャート５１、固視投影光源５２、が配置され
ており、固視誘導時、点灯された固視投影光源５２の投
影光束は固視チャート５１を裏側より照明され、固視誘
導レンズ５０、レンズ４２を介して眼Ｅの眼底に投影さ
れる。固視誘導レンズ５０は眼Ｅの視度の変化に対応で
きるように固視誘導レンズ用モータ６１の回転により光
軸方向に移動できるようになっている。
【００２０】図８は本例の装置の全体的な電気のブロッ
ク図である。装置全体のコントロールおよび演算プロセ
スを実行するプロセッサであるＣＰＵ５４を中心にし
て、操作パネル４（測定スイッチ、プリント開始スイッ
チなど含む）、測定ユニットをラフに眼に位置合わせす
るためのトラックボール２及びローラ３にそれぞれ内臓
されたローターリエンコーダ、及び、測定結果を印字す
るためのプリンタ５がＣＰＵ５４のポートに接続されて
いる。二次元撮像素子４１で撮像された眼底像の映像信
号はビデオスイッチ５７を介しＡ／Ｄコンバータ５５に
よりデジタルデータに変換され、画像メモリ５６に格納
される。ＣＰＵ５４は画像メモリ５６に格納された画像
を基に眼屈折力の演算を行う。また、二次元撮像素子４
６で撮像された前眼部像の映像信号はビデオスイッチ５
７を介しＡ／Ｄコンバータ５５によりデジタルデータに
変換され、画像メモリ５６に格納される。ＣＰＵ５４は
画像メモリ５６に格納された画像を基に、輝点像の抽出
や瞳孔抽出などの画像処理を行う。また、二次元撮像素
子４６で撮像された前眼部像の映像信号はキャラクタ発
生器６３からの信号と合成され、ディスプレイ１上に前
眼部像や測定値などが表示される。 上下モータ１３、
前後モータ１８、左右モータ２３、固視誘導レンズ用モ
ータ６１はそれぞれモータドライバ５８、５９、６０、
６１に接続され、ＣＰＵ５４からの指令信号により駆動
される。固視標光源５２、照明光源４８、測定光源３７
は不図示のドライバーを介してＤ／Ａコンバータ６４に
接続されており、ＣＰＵ５４からの命令により光量を変
化させることが出来る。
【００２１】図６は、アライメント検出に測定光源３７
の角膜反射像を使用して精密に位置検出を行う場合に観
察される被検眼の前眼部像である。図６（Ａ）は前後方
向について適正に位置合わせされた場合を示す。前眼部
像及び照明光源４８ａ、４８ｂの角膜反射像はプリズム
絞り４４の中心の開口部４７ｃを透過した光束によって
輝点６０，６１のように結像され、一方、測定光源３７
の角膜反射像は縦（垂直）一列に並んだの３つの輝点６
２として結像する。プリズム絞り４４の開口部４７ａ
（図４参照）を透過した光束は上側の輝点、開口部４７
ｂを透過した光束は下側の輝点、開口部４７ｃを透過し
た光束は中央の輝点となる。図６（Ｂ）は、眼Ｅと測定
ユニット６との距離が適正値よりも大きい（より遠い）
状態での観撮像を示し、３つの輝点６２が時計回りに回
転して傾いている。逆に図６（Ｃ）は、眼Ｅと測定ユニ
ット６との距離が適正値よりも小さい（より近い）状態
での観撮像を示し、３つの輝点６２が反時計回りに傾い
ている。この３つの輝点の位置を利用し、前後方向（Ｚ
方向）のアライメント状態は、３つの輝点のうち上下２
つの輝点の左右方向の位置（Ｘ座標）から分かる。また
上下左右方向（ＸＹ方向）のアライメント状態は中心の
輝点の位置（座標）から分かる。
【００２２】図７は、アライメント検出に測定光源３７
による反射像ではなく、外眼照明用の照明光源４８によ
る角膜反射像を使用する場合に観察される被検眼の前眼
部像である。図７（Ａ）は前後方向（Ｚ方向）に適正に
位置合わせされた場合を示し、瞳孔中心６３の位置と外
眼照明用の照明光源４８による角膜反射像６１（像６０
でもよい）との間隔ｄはある所定値になっている。図７
（Ｂ）は眼Ｅと測定ユニット６との距離が適正値より大
きい状態での観撮像を示し、間隔ｄは図７（Ａ）の場合
より狭くなっている。逆に図７（Ｃ）は眼Ｅと測定ユニ
ット６との間隔が適正値より小さい状態での観撮像を示
し、間隔ｄは図７（Ａ）のものより広くなっている。よ
って間隔ｄの値によりＺ方向のアライメント状態が分か
る。また瞳孔中心６３の位置（座標）によりＸＹ方向の
アライメント状態が分かる。
【００２３】このように前後方向（Ｚ方向）のアライメ
ント状態は、３つの輝点の傾き（図６の方式）、あるい
は瞳孔中心と輝点との間隔ｄ（図７の方式）により算出
する。だだし間隔ｄは眼の角膜の曲率半径（個人差があ
る）によっても変化するため、曲率半径に応じて補正す
ることが望ましい。また上下左右方向（ＸＹ方向）のア
ライメント状態は、中央輝点の座標（図６の方式）、あ
るいは瞳孔中心の位置座標（図７の方式）により算出す
る。ここで図６の方式と図７の方式とを比較すると、Ｘ
ＹＺの各方向における検出可能な範囲は図７の方が広
い。その一方、ＸＹＺの各方向の検出精度については図
６の方が優れている。すなわち図６の方式は検出範囲は
狭いが精密な位置検出であり、対する図７の方式は検出
範囲は広いが精度は劣る位置検出である。そこで本例の
装置では後述するように、各方式それぞれの長所を活か
して、広範囲な検出と高精度な検出を両立した優れたオ
ートアライメントを実現する。
【００２４】次に、本例の装置における操作手順を以下
説明する。被検者の顔を不図示の顔受け台に載せ、眼Ｅ
に対して測定ユニット６を光軸Ｏを合わせるため、オペ
レータはトラックボール２とローラ３を操作する。ここ
ではトラックボール２の操作は、測定ユニット６を眼に
対し左右及び前後方向に移動させ、ローラ３は測定ユニ
ット６を上下方向に移動させて位置合わせできる。この
操作において、装置側ではトラックボール２及びローラ
３に内蔵されている各々のパルスカウンタやローターリ
エンコーダからの出力信号をＣＰＵ５４で受けて、操作
量及び速度を検知する。さらにその操作量及び速度より
各モータドライバ５８、５９、６０を介して上下モータ
１３、前後モータ１８、左右モータ２３を駆動する。
【００２５】オペレータは、上述した操作で測定ユニッ
ト６を移動させ、眼Ｅの観察画像をディスプレイ１で確
認し、確認したら操作パネル４に配置された測定開始ス
イッチを押す。これに応じて、眼Ｅに対して測定ユニッ
ト６を自動的に位置合わせすべくオートアライメントを
開始する。図９に示すフローチャートは、オートアライ
メント開始から完了までの一連の動作手順を示す。
【００２６】まずアライメント光の角膜反射像による精
密なアライメント動作（ファインアライメント）につい
て説明する。ステップＳ１では、二次元撮像素子４６で
撮像された画像を画像メモリ５６に取り込み、ＣＰＵ５
４にて画像処理プロセスにより測定光源３７による角膜
反射像の３つの輝点の検出を行う。ステップＳ２ではス
テップＳ１で３つの輝点が検出されたかどうかを判断
し、検出された場合はステップＳ３に移行し３つの輝点
の位置からＸＹＺ各方向のずれをＣＰＵ５４で算出す
る。ステップＳ４ではステップＳ３で算出されたＸＹＺ
各方向の位置ずれが眼測定可能な範囲内であるかの判断
を行い。範囲内であればオートアライメント完了であ
る。範囲外のときはステップＳ５に移行する。ステップ
Ｓ５ではＸＹＺ各方向の位置ずれ量に応じてＣＰＵ５４
の指令で上下左右前後の各モータを駆動して測定ユニッ
ト６を移動させ、再びステップＳ１に戻る。このステッ
プＳ１〜Ｓ５のループを、ステップＳ４でＸＹＺ各方向
の位置ずれ量が測定可能な範囲内と判断されるまで繰り
返してオートアライメントを行う。アライメントが完了
したら眼屈折力の測定を実行する。
【００２７】次に、測定光源３７による角膜反射像の３
つの輝点の検出が十分可能な範囲に入るまでの位置合わ
せ動作（コースアライメント）について説明する。これ
はステップＳ２の判断が「いいえ」の場合、すなわち３
つの輝点が検出されなかった場合に移行する処理であ
る。ステップＳ２で３つの輝点が検出されなかったと判
断した場合はステップＳ６に移行し、二次元撮像素子４
６で撮像され画像メモリ５６に取り込まれた画像を基
に、画像処理プロセスによってＣＰＵ５４により眼の瞳
孔中心の位置（座標）を検出する。そして検出された瞳
孔中心位置からＸＹ各方向の位置ずれを計算する。ステ
ップＳ７ではステップＳ６で求めたＸＹ各方向の位置ず
れ量が所定範囲内かどうかの判断し、範囲外の場合はス
テップＳ８に移行する。この所定範囲とは、測定光源３
７による角膜反射像の３つの輝点を検出が十分可能なＸ
Ｙ方向での範囲である。ステップＳ８ではＸＹ各方向の
位置ずれ量に応じてＣＰＵ５４の指令により上下左右の
各モータを駆動し測定ユニット６を移動させ、再びステ
ップＳ６に戻る。このステップＳ６〜Ｓ８のループを、
ステップＳ７でＸＹ各方向の位置ずれ量が所定範囲内と
判断されるまで繰り返す。ここでステップＳ６〜Ｓ８の
処理ループでＺ方向の位置合わせを行わない理由は次の
とおりである。先に図７で説明したように、Ｚ方向の位
置ずれは瞳孔中心と角膜反射像との間隔から分かるが、
これは角膜の曲率半径の値によって変化するので、患者
の個人差によってＺ方向のずれ検出値が変化する。その
ため、本当はＺ方向のずれが小さい（例えば左右眼のう
ち一方の測定を終えた後に他方の眼に切り替えた場合）
にも関わらず、Ｚ方向の誤差が大きいと判断してしまう
場合があり、もしこれに基づいて測定ユニットを駆動す
ると、Ｚ方向のずれ量を逆に広げてしまう可能性があ
る。つまりステップＳ１で測定光源３７による角膜反射
像の３つの輝点の検出ができなかった原因が主としてＸ
Ｙ方向のずれである場合は、もしＸＹ方向と共にＺ方向
のアライメントも行うと、Ｚ方向の位置ずれ量を広げて
しまう可能性がある。これを防ぐために、ステップＳ６
〜Ｓ８ではＺ方向のアライメントは行わず、ＸＹ方向の
みのアライメントを行っている。
【００２８】ステップＳ７の判断が「はい」になったら
ステップＳ９に移行する。ステップＳ９〜Ｓ１０での処
理は上述のステップＳ１〜Ｓ２と同様であり、測定光源
３７による角膜反射像の３つの輝点の検出を行う。ステ
ップＳ１０ではステップＳ７で３つの輝点が検出された
かどうを判断し検出された場合はステップＳ３に移行
し、その場合は上述したようにステップＳ４以降の動作
を行う。
【００２９】ステップＳ１０の判断が「いいえ」の場合
はステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１以降の処
理は、上記ステップＳ６〜Ｓ８の処理に比較して特にＺ
方向についてずれを検出して位置合わせを行う点に特徴
がある。二次元撮像素子４６で撮像され画像メモリ５６
に取り込まれた画像を基に、ＣＰＵ５４にて画像処理プ
ロセスによって瞳孔の中心位置と共に照明光源４８の角
膜反射像の中心位置を検出する。そして、検出された瞳
孔中心と角膜反射像の中心との間隔を計算し、ＸＹ方向
と共にＺ方向の位置ずれを求める。具体的には、瞳孔中
心の座標値でＸＹ方向のずれを検出し、外眼照明の反射
像と瞳孔中心との間隔からＺ方向のずれを検出する。な
お、別法として瞳孔中心位置は求めずに照明光源４８の
２つの角膜反射像（図７の像６０，６１）の間隔、ある
いはそれらの座標値からＸＹＺ方向の位置ずれを求める
ことも出来る。
【００３０】ステップＳ１２ではステップＳ１１で求め
られたＸＹＺ方向のずれが所定範囲内かどうかの判断を
行い、範囲外であればステップＳ１３に移行する。この
所定範囲とは測定光源３７による角膜反射像の３つの輝
点を検出が十分可能なＸＹＺ方向の範囲である。ステッ
プＳ１３では位置ずれ量に応じてＣＰＵ５４の命令によ
り各方向のモータを駆動し測定ユニット６を移動させ、
再びステップＳ１１に戻る。このステップＳ１１からス
テップＳ１３のループをステップＳ１２での判断により
ずれ量が所定範囲内になるまで繰り返す。ステップＳ１
３での判断が「はい」になったらえステップＳ１に移行
する。ここまでの処理により、すでにＸＹＺ各方向とも
測定光源３７による角膜反射像の３つの輝点を検出が十
分可能な範囲に入っているので、ステップＳ２において
は角膜反射像の３つの輝点を検出することができる。こ
れ以降は上述したようにオートアライメントを行い、そ
れが完了したら眼屈折力の測定を実行する。
【００３１】図９に示したオートアライメントの処理手
順では、最終的なファインアライメントを行うための第
１のアライメントモード（ステップＳ１〜Ｓ５）、ＸＹ
方向の粗いコースアライメントを行う第２のアライメン
トモード（ステップＳ６〜Ｓ８）、およびＺ方向も含め
た粗いコースアライメントを行う第３のアライメントモ
ード（ステップＳ１１〜Ｓ１３）を備え、これら３つの
モードを順に実行するアルゴリズムである。変形例とし
て、第２のアライメントモードを省略、すなわちステッ
プＳ２の判断が「いいえ」の場合はステップＳ１１に移
行するようなアルゴリズムとしてもよい。
【００３２】以上のように、検出範囲は狭いが精密な位
置検出による位置合わせと、検出範囲は広いが位置検出
精度は劣る位置合わせを、有機的に組み合わせて両者の
長所を活かすことで、広範囲と高精度を両立した優れた
オートアライメントが実現する。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、被検眼に対して広範囲
で且つ高精度なオートアライメントを可能とする優れた
眼科装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の眼科装置の外観図である。
【図２】測定ユニットを移動させる駆動機構の構造を示
す図である。
【図３】測定ユニット内部の光学的な構成図である。
【図４】六分割絞りと六分割プリズムの構成図である。
【図５】プリズム絞りの構成図である。
【図６】アライメント光の反射像によるアライメント時
の前眼部像である。
【図７】瞳孔及び外眼照明光の反射像によるアライメン
ト時の前眼部像である。
【図８】電気的な構成を示すブロック図である。
【図９】オートアライメントの処理手順を示すフローチ
ャート図である。
【符号の説明】
Ｅ 被検者の眼 １ ディスプレイ ２ トラックボール ３ ローラ ４ 操作パネル ５ プリンタ ６ 測定ユニット ７ 上下駆動機構 ９ 支柱 １０ 基台 １１ 支柱 １２ 直動軸受 １３ 上下駆動用の上下モータ １４ 前後駆動機構 １６ 基台 １８ 前後駆動用の前後モータ ２０ 左右駆動機構 ２３ 左右駆動用の左右モータ ３７ 測定光源 ４１ 二次元撮像素子 ４４ プリズム絞り ４６ 二次元撮像素子 ４８（４８ａ、４８ｂ） 照明光源 ５４ ＣＰＵ ５５ Ａ／Ｄコンバータ ５６ 画像メモリ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検者の眼を測定する測定光学系を含み
    移動可能な測定ユニットと、 前記測定光学系の光軸とは異なる方向から前記眼に対し
    て光を照射するための第１光源と、 前記測定光学系の光軸方向から前記眼の角膜に光を照射
    するための第２光源と、 前記眼の画像を得るための撮像器と、 前記撮像器での撮像に基づいて前記第２光源の角膜反射
    像の位置を求めて、前記眼に対する前記測定ユニットの
    位置合わせ状態を検出する第１検出系と、 前記撮像器での撮像に基づいて前記第１光源の角膜反射
    像の位置を求めて、前記眼に対する前記測定ユニットの
    位置合わせ状態を検出する第２検出系と、を有すること
    を特徴とする眼科装置。
  2. 【請求項２】 前記第２検出系により、前記第１光源の
    角膜反射像と共に瞳孔の位置を求めて、これらの位置関
    係に応じて前記位置合せ状態を検出する請求項１記載の
    眼科装置。
  3. 【請求項３】 前記第１検出系は最終的な位置合わせを
    行うためのものであり、前記第２検出系は前記第１検出
    系の検出範囲に入るように位置合せするためのものであ
    る請求項１又は２記載の眼科装置。
  4. 【請求項４】 前記第１検出系で角膜反射像を検出でき
    なかった際には、前記第２検出系により位置合せ状態を
    検出して、これに応じて前記測定ユニットを移動させて
    粗い位置合せを実行し、その後、第１検出系により位置
    合せ状態を再度検出して、これに応じて前記測定ユニッ
    トを移動させて最終位置合せを実行するように制御する
    請求項１〜３のいずれか記載の眼科装置。
  5. 【請求項５】 前記第１検出系で角膜反射像を検出でき
    なかった際には、瞳孔の位置を求めて位置合せ状態を検
    出して、これに応じて前記測定ユニットを駆動させて粗
    い位置合せを実行し、その後も前記第１検出系で角膜反
    射像を検出できなかった際には、前記第２検出系により
    位置合せ状態を検出して、これに応じて前記測定ユニッ
    トを移動させて粗い位置合せを実行するよう制御する請
    求項１〜３のいずれか記載の眼科装置。
  6. 【請求項６】 前記測定ユニットはXYZの３方向に移動
    可能であり、前記第１検出系はXYZ方向の検出を行い、
    前記第２検出系は少なくともZ方向の検出を行う請求項
    １〜５のいずれか記載の眼科装置。
  7. 【請求項７】 前記第１検出系及び前記第２検出系はプ
    ログラムに従って画像処理プロセスを実行するプロセッ
    サを有する請求項１〜６のいずれか記載の眼科装置。
  8. 【請求項８】 前記第１光源は前眼部の観察に使用さ
    れ、前記第２光源は眼の測定に使用されることを特徴と
    する請求項１〜７のいずれか記載の眼科装置。
  9. 【請求項９】 前記測定ユニットは角膜を測定するもの
    である請求項８のいずれか記載の眼科装置。
  10. 【請求項１０】 被検者の眼を測定する測定光学系と、
    前記眼を外眼照明する照明系とを備えた眼科装置のオー
    トアライメント方法であって、 前記測定光学系によって被検者の眼に光束を照射して、
    その角膜反射像を検出する検出ステップと、 前記検出ステップで角膜反射像を検出できた際には、前
    記角膜反射像により判別される眼の位置から、前記眼に
    対する前記測定光学系の位置合わせを実行する位置合せ
    ステップと、 前記検出ステップで角膜反射像を検出できなかった際に
    は、前記外眼照明による角膜反射像を検出して、これに
    応じて前記測定光学系の位置合わせを実行し、その後、
    前記検出ステップを再度行うステップと、を有すること
    を特徴とするオートアライメント方法。
  11. 【請求項１１】 被検者の眼を測定する測定光学系と、
    前記眼を外眼照明する照明系とを備えた眼科装置のオー
    トアライメント方法であって、 前記測定光学系によって被検者の眼に光束を照射して、
    その角膜反射像を検出する検出ステップと、 前記検出ステップで角膜反射像を検出できた際には、前
    記角膜反射像により判別される眼の位置から、前記眼に
    対する前記測定光学系の位置合わせを実行する第１位置
    合せステップと、 前記検出ステップで角膜反射像を検出できなかった際に
    は、前記眼の瞳孔を検出して、これに応じて前記測定光
    学系の位置合わせを実行し、その後、前記検出ステップ
    に移行する第２位置合せステップと、 前記第２位置合せステップの後にも前記角膜反射像を検
    出できなかった際には、前記外眼照明による角膜反射像
    を検出して、これに応じて前記測定光学系の位置合わせ
    を行い、その後、前記検出ステップに移行する第３位置
    合せステップと、を有することを特徴とするオートアラ
    イメント方法。
  12. 【請求項１２】 前記外眼照明による角膜反射像と共に
    瞳孔位置を検出して、これらの位置関係に基づいて前記
    位置合せを実行する請求項１０又は１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第１位置合せステップではXYZ方
    向の位置合せを実行し、前記第２位置合せステップでは
    XY方向の位置合せを実行し、前記第３位置合せステップ
    では少なくともZ方向の位置合せを実行する請求項１１
    又は１２記載の方法。
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